Chapitre 4 Flashcards
Les cellules sont dynamiques.
Elles sont capables de faire quoi?
Changer de forme
Bouger
Réarranger leur composants internes
Définition de cytosquelette
système de filaments protéiques dans le cytoplasme qui donne la forme et la capacité à se déplacer aux cellules.
Quelques rôles des cytosquelettes (7)
Séparation lors de la mitose
Division lors de la cytokinèse
Supporte la membrane plasmique
Permet à des cellules à se déplacer et contracter
Guides des transports vésiculaires
Guides les organites de dans la cellule
Apporte les liens qui permet les jonctions et la commu.
3 types de filaments dans le cytosquelette et leur rôle
- Filaments intermédiaires force mécanique, entoure l’enveloppe nucléaire, permettent jonction cellulaires, allongent axones, forment ongles et cheveux
- Microtubules: détermine position et dirige le transport, fuseau mitotique
- Microfilaments: détermine forme pour la locomotion, contraction musculaire, division cellulaire
Comment les filaments sont liés entre eux et à d’autres composants?
Des centaines de protéines accessoires pour permettre le mouvement, la division, etc…
Exemple de protéine accessoire
Protéines motrices : convertissent ATP ou GTP en énergie mécanique, qui facilite le mouvement des filaments et des organites
Filaments compris dans les cellules épithéliales intestinales
Microfilaments d’actine (augmente surface de la cellule)
Jonctions adhérentes (actine)
Filaments intermédiaires : hemidesmosomes et desmosomes (maintiennent cellules ensemble)
Microtubules (transportent vésicules ou organites avec l’intermédiaire de protéine motrice).
Filaments d’actine - structure? on les retrouve ou?
7-8 nm épaisseur
Structure polarisée (+et -)
Polymères constitués de monomères d’actine
Abondantes dans les fibres musculaires striées et cellules épithéliales.
Les différentes textures des microfilaments (6)
- Faisceaux serrés, structures digitiformes microvillosités
- Bande d’adhésion: jonctions adhérentes
- Reseau de soutien: cortex cellulaire
- Cellules migratrices: filopodes ou lamellipode
- Fibres de stress: mouvement
- Anneau contractile: division cellulaire.
Monomères d’actine G et F - explication
Monomère G (globulaire) s’assemble en polymères F (fibreuse).
Chaque monomère G à un site de liaison à l’ATP (sous forme F: site de liaison ADP).
Caractéristiques des microtubules (5)
- Constitués de ss-unités tubuline
- 25 nm de diamètre (très grand)
- Structure polarisée (+ et -)
- Impliqués dans l’organisation cellulaire, ségrégation, circulation des vésicules
- Protéine globulaire très conservée au niveau évolutif.
2 types de tubulines
a et B qui s’associent par liaison non-covalente pour former un hétérodimère
a et B peuvent s’associer à GTP, mais seulement B peut l’échanger pour de l’GDP.
caractéristiques des filaments intermédiaires (3)
- Épaisseur variable
- Pas formés de protéines globulaires: molécules spécifiques aux cellules
- Assemblage sans apport d’énergie
Les monomères des filaments intermédiaires
Molécules allongées avec un domaine en hélice a.
Les filaments du cytosquelette sont dynamiques et adaptable. Ceci permet quoi?
Ca permet de construire une grande variété de structures à partir de ces 3 filaments, selon les signaux cellulaires.
Les trois filaments sont constitués de sous-unités. Qu’est-ce qui est différent au niveau de la vitesse entre les ss-unités et le filament total?
Sous-unités: déplacent très vite dans le cytoplasme.
Filaments ne peuvent pas, une fois assemblés.
Pourquoi il y a-t-il des différentes dans la stabilité et les propriétés des filaments?
Différences de structures des sous-unités
Différences de forces leur permettant de s’associer
La différence entre l’assemblage des monomères de microtubules et microfilaments vs. Filaments intermédiares.
Microfilaments et microtubules:
- ss-unités = protéines globulaires.
- Le bout des filaments sont dynamiques: permettent l’ajout ou la perte de sous-unités.
Filaments intermédiaire:
- Longues structures polypeptidiques.
- Difficile à casser.
Principe de la nucléation
Pendant l’assemblage des monomères, les sous-unités doivent s’assembler à un agrégat intial qui peut s’allonger rapidement par l’addition de nouvelles sous-unités (élongation)
Quelle est l’étape limitante de l’assemblage des monomères?
L’assemblage du noyau. Ceci prend du temps.
Définition d’élongation
Ajout rapide de sous-unités au noyau.
Définition d’équilibre
Le taux d’addition au bout des filaments est le même que le taux de dissociation à l’autre bout.
Cc = ?
Concentration critique: [monomères] lorsque la phase d’équilibre est atteinte (vitesse association = vitesse dissociation)
Au dessus de Cc = ?
polymérisation en filaments (ajout ss-unités)
Au dessous de Cc = ?
dépolymérisation des filaments (perte ss-unités)
Le taux de croissance est-il égale au côté + et au côté - ?
NON, partie + plus rapide
Hydrolyse des nucléotides (ATP-GTP) - Deux types de filaments?
Forme T (ATP-GTP) : partie + Forme D (ADP-GDP): partie -
Hydrolyse des nucléotides ATP et GTP - Les sous-unités d’actine et de tubuline font quoi?
Quand le sous-unités est ajouté au filament, il y a hydrolyse de ATP (actine) et GTP (tubuline). Phosphate libre est relâché et diphosphate reste
Pourquoi les enzymes ne peuvent pas faire de l’hydrolyse à l’extrémité + (forme T)?
Parce que l’addition est plus rapide que l’hydrolyse donc un coiffe de ATP et GTP se forme.
La concentration des monomères pour l’assemblage doit-il être plus grane au côté + ou -?
-
La tapis roualnt est surtout dans quel filament?
Microfilaments
Principe du tapis roulant
Si la concentration de monomères est entre les deux concentrations critiques, il va y avoir ajout de sous-unités à la partie + en même temps qu’il va y avoir perte de sous-unités à la partie-.
Concept de l’instabilité dynamique dans les microtubules
Il y une rapide conversion entre croissance et rétrécissement
Catastrophe = ?
Le changement de l’état de croissance à l’état de rétrécissement. Hydrolyse du GTP plus rapide que l’ajout de ss-unités : coiffe perdue
Récupération = ?
Le changement de l’état de rétrécissement à l’état de croissance. Ajout de ss-unités T rapide, coiffe se reforme.
Protofilament linéaire (tubulines)?
Les ss-unités tubulines lisant le GTP sur le monomère B.
Contact fort entre eux.
Qu’est-ce qui arrive au protofilament intermédaire de tubuline lorsqu’il y a hydrolyse de GTP?
Il y a un changement de conformation et il y a une courbe dans les protofilaments et les courbes se cassent
L’hydrolyse de GTP (protofilaments tubuline) cause l’effeuillage. Ceci veut dire quoi au niveau de la structure?
Les anneaux et oligomères courbes de tubuline de forme D (liant le GDP) doivent être à l’extrémité des microtubules.
Toxines qui affectent les microfilaments
Phalloidine
Cytochalasine
Swinholine
Latrunculine
Toxines qui affectent les microtubules
Taxol
Cholchicine
Protéines associés à la dynamique des microfilaments
Cofiline Profiline Thymosine Gelsodine Coiffes
Protéines associées à la structure des microfilaments
Fimbrine a-actinine Filamine Spectrine ERM
Protéines associées à l’assemblage des microfilaments
Complexe ARP
Formine
Le tapis roulant est influencé par quoi?
Profiline et Cofiline
Profiline
Lie à actine G et empêche la nucléation, favorise l’échange d’ADP à ATP: contrôle croissance.
Cofiline
Lie à l’actine F à l’extrémité -, forme ponts entre 2 ss-unités qui cause une torsion
Thymosine B4
lie à l’actine G-ATP en inhibe l’ajout de ss-unités à la partie +
Coiffes
CapZ (+) et Tropomoduline (-)
Nucléation régulée par 2 classes de protéines. Lequelle?
Les formines : 2 domaines FH1 et FH2
Complexe Arp2/3: ramification des microfilaments, utilise polymérisation de l’actine pour se déplacer d’une cellule à l’autre.
Listeria monocytogènes
Pathogène d’origine alimentaire qui provoque la listériose.
Symptômes gastro-intestinaux
Exemple de protéine qui active complexe Arp2/3
Protéine ActA à la surface de la bactérie.
Amplifie l’assemblage et le confine à l’arrière de la bactérie.
Rôle des protéines motrices
Convertir ATP en énergie mécanique
3 familles de protéines motrices
Myosines: déplacent sur microfilaments
Kinésines: déplacent sur microtubules
Dynéines: déplacent sur microtubules
Étapes de la conversion de l’ATP - protéines motrices
- Liaison d’un ATP
- Hydrolyse d’ATP en ADP - déplacement du moteur (changement conformation)
- Séparation de l’ADP et du moteur.
- Fixation d’un nouvel ATP.
Rôle des myosines
Interagissent avec filaments d’actine pour permettre la contraction musculaire
6 polypeptides dans les myosines
2 chaines lourdes
2 chaines légères régulatrices
2 chaines légères essentielles
3 domaines dans la myosine
Domaine globulaire : tête
Domaine allongé: queue
Domaine souple: cou
Rôle de tête de myosine
fixe l’actine et l’ATP : moteur de la protéine
3 classes de myosines
Myosine I: Association à une membrane, transport
Myosine II: contraction
Myosine V: transport d’organites
La queue de myosine détermine quoi?
les différentes cargaisons
Les myosines se déplacent vers quelle extrémité? Et exception?
Extrémité + des filaments d’actine.
Exception: Myosine VI (-)
Changement de conformation dans la tête de myosine permet le mouvement. Étapes?
- Liaison ATP: têtes se détachent du filament
- Hydrolyse ATP: rotation de la tête
- Myosine armée se fixe à l’actine
- Couplage de la libération de Pi avec la libération de l’énergie élastique
- Tête reste fixée quand l’ADP est libéré.
Fimbrine
dans les microvillosités, filopodes: compactage des microfilaments
a-actinin
fibres de stress, filopodes, lignes musculaire Z: permet contraction en laissant la place à la myosine
Spectrine
Cortex cellulaire: réseau sous la membrane plasmique
Filamine
fibres de stress, filopodes: protéine de réticulation, interconnexion entre fibres sous forme de maillage
Tropomyosine
permet de stabiliser les filaments d’actine
2 ss-unités en hélice
intéragit avec troponine pour réguler la contraction musculaire.
Protéines associées au nucléation des microtubules
y-TuRC
MTOC
Protéines associées à la structure et dynamique des microtubules
MAPs
Tau
+TIP
Protéines associées au démontage des microtubules
Kinésine 13
Stathmine
Katanine
Rôle des MTOC
Nucléation. Le bout - du microtubule est ancré dans le MTOC, bout + s’éloigne
MTOC principal est quoi?
Centresome: permet formation du réseau de microtubules qui servent de rails pour le transport des vésicules et des organites..
Constitué d’une paire de centrioles (9 ensembles de triplets de microtubules)
Rôle de y-TuRC
ammorce la formation des microtubules à partir du MTOC (donc microtubules grandissent avec y-TuRC au bout -).
Tubuline a et B vs. y
a et B: constituent les microtubules
y: impliqués dans la nucléation (formation de noyau de monomères).
MAPs
stabilisent microtubules, garde coiffe GTP et empêche le désassemblage
Tau
Régulent les microtubules par phosphorylation/déphosphorylation.
Agrégats insolubles
Qu’est-ce qui arrive s’il y a une accumulation de Tau hyperphosphorylées?
Formation d’enchevêtrements neurofibrillaires.
Tau ne peut plus stabiliser les microtubules
Importance des Tau
Alzheimer: accumulation d’agrégats protéiniques: Tau hyperphosphorylées et peptides Amyloides B.
Abondance de Tau est relié au dégénerescence des cellules nerveuses.
Kinésine 13
Augmente taux de catastrophe: elles se lient à l’extrémité des microtubules et ouvre les protofilaments (courbe), donc diminue énergie pour effeuiller la microtubule.
Stathmine
Lie deux dimères de tubuline: ne peuvent plus se lier.
Augmente catastrophe.
Protéines de stabilisation - Microtubules
CapZ
Tropomoduline
Titine
Nébuline
Rôles des kinésines et dyénines
Assurent le transport le long des microtubules, ATP dépendantes.
Qu’est-ce qui se passe pendant une contraction musculaire?
Filaments myosines et filaments actine glissent l’un sur l’autre.
Sarcomère est réduit de 70%
Hyrolyse de l’ATP: tête de myosine bouge vers le disque Z (+).
Kinésines - caractéristiques
2 chaines lourdes, associées à une chaine légère
Se déplacent vers l’extrémité + (sauf kinésine 14)
Domaines des kinésines
Têtes: activité motrice
Lien: déplacement en avant
Tige: dimérisation des chaines lourdes
Queue: Liaison aux cargaisons
Qu’est-ce qui se passe lorsqu’on échange l’ADP pour l’ATP (kinésines)
- Tête arrière avec ADP fixe au microtubule
- Tête avant lie l’ATP: changement conformation et pousse tête vers l’avant
- Faible liaison de la tête-ADP
- Libération d’ADP (tête avant) : hydrolyse ATP de tête arrière
- Libération de Pi, la liaison s’affaiblit.
Caractéristiques des dynénies
2 grandes ss-unités, 2 intermédiaires et 2 petits.
Déplacent vers l’extrémité - des microtubules
Domaines des dynénies
Tiges: s’attachent à la cargaison par dynactine
Tête: domaine liaison ATP
Pédoncule: domaine liaison microtubule
Transportation cargaison: Kinésine vs Dynénies
Kinésines: tout seul
Dynénies: avec l’aide de la dynactine
Étapes - dynénies
- Dynéine fixe au microtubule sans ATP
- ATP se lie, dyénine détache du MT
- Changement de conformation de la tête
- Permet la dynéine de faire un bond vers l’avant
- Rattachement au MT, hydrolyse de l’ATP en ADP
- Cargaison tirée par un changement de conformation de la tige.
Caractéristiques des cils
Courts Abondant Battement coordination successive Déplacement perpen. à l'axe des cils Tractus respiratoire, trompes de Fallopes
Caractéristiques des flagelles
Longs
Pas abondant
Battement ondulatoire
Déplacement parallèle à l’axe du flagelle
Spermatozoides, algues unicellulaires, protozoaires.
Qu’est-ce qui permet le mouvement des cils et flagelles?
Torsion de l’axonème (noyau): microtubules + protéines accessoires
Dynéine
Étapes du mouvement des cils et flagelles
Domaine moteur de dynéine activé
Saut le long des microtubules adjacents
Doublets glissent l’un par rapport à l’autre
Structure des microtubules qui permettent le mouvement des cils et flagelles
9 doublets en un cercle autoure d’un autre doublet
Doublet avec microtubules A (complet) et B (incomplet)
Gaine centrale
Bras radiaires
Ponts de nexines
Dynéines interne et externes (moteurs)
Bras radiaires et ponts de nexines font quoi?
Exercent une résistance qui cause une courbure des doublets, et donc un battement ou ondulation.
Comment permet-on la courbure des bras et ponts dans les deux sens?
Dynéines activent d’un côté et inactivent d’un autre côté.
Cooperation et coordination des filaments du cytosquelette - exemples
1) Fuseau mitotique à la base des microtubules détermine le site d’anneau contractile (microfilaments)
2) Les mélanocytes contiennent mélanosomes qui contient mélanine.
Mélanocyte - explication (cooperation et coordination
- Les pigments sont transportés vers les extrémités pour exocytose vers les kératinocytes: Kinésine = longue distance
- Capture et transmisson : Myosine V = courte distance.
Les trois phases de l’assemblage
Lag phase (nucléation) Élongation Équilibre
